DE19728450A1

DE19728450A1 - Four heated nozzle distributors connected in a common plane

Info

Publication number: DE19728450A1
Application number: DE19728450A
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: CA2180602C; ATE231431T1; CN1173424A; ES2191133T3; CA2180602A1; CN1073919C; DE19728450B4; JP4118978B2; HK1007465A1; DE69718559T2; US5705202A; EP0816044B1; JPH1058498A; EP0816044A1; DE69718559D1

Abstract

Multi-cavity injection molding apparatus having four nozzle manifolds (10) mounted in a common plane with a central inlet manifold (20) having two arms extending in opposite directions. The central manifold (20) has a longitudinal axis (24) extending in a first direction through the two arms. Each nozzle manifold (10) is offset from the central manifold (20) in a second direction that is substantially perpendicular to the longitudinal axis (24). Each nozzle manifold (10) has a locating pin (86) to locate it in a second direction perpendicular to the first direction. The locating pin (86) allows thermal expansion to slide the nozzle manifold (10) in the first direction into a position wherein each branch of the melt passage (44) is aligned with the melt bore (48) through one of the nozzles (46) extending from the nozzle manifold (10). A pair of the nozzle manifolds (10) are connected on opposite sides of each arm of the central manifold (20) by connector bushings (30). Each connector bushing (30) is sufficiently slidable to absorb thermal expansion in the second direction which allows the locating pin (86) to be used to locate each nozzle manifold (10) in the second direction. Thus, the combination of the connector bushing (30) and the locating pin (86) allow sufficient movement of the nozzle manifold (10) in both the first and second directions to provide for thermal expansion of the heated manifold relative to the cooled mold. <IMAGE>

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft allgemein das Spritzgießen und insbesondere eine Vorrichtung mit einer Einrichtung zum gleitbaren Positionieren von vier beheizten Düsenverteilern, die in einer gekühlten Form in der gleichen Ebene wie ein zentraler Verteiler angeord net sind, von dem sie Schmelze empfangen.The invention relates generally to injection molding and, more particularly, to a device with a device for slidable positioning of four heated nozzle distributors, which are arranged in a refrigerated form on the same level as a central manifold from which they receive melt.

Wie es auf dem Gebiet des Spritzgießens allgemein bekannt ist, ist es sehr wün schenswert, simultan eine große Anzahl von Hohlräumen spritzgießen zu können. In der Vergangenheit ist dies dadurch geschehen, daß ein Schmelzkanal in einem be heizten Düsenverteiler sich verzweigte zu einer Anzahl unterschiedlicher Düsen, die jeweils zu unterschiedlichen Hohlräumen führten. Während ein Problem bezüglich der Fehlausrichtung der durch die Düsen hindurchgehenden Schmelzebohrungen mit den verschiedenen Verzweigungen des Schmelzekanals auftreten kann aufgrund der größeren Wärmeexpansion und Kontraktion der beheizten Düse bezüglich der ge kühlten Form, in der die Düsen sitzen, tritt dieses Problem typischerweise nur dann auf, wenn der Düsenverteiler sehr groß ist. Es ist bekannt, die Anzahl der Hohlräume zu erhöhen und dadurch auch die Größe der Form, indem zwei oder mehr Düsenver teiler miteinander verbunden werden. Allerdings erhöht dieses das Problem der ther mischen Expansion und Kontraktion. In der Vergangenheit ist diesem Problem damit begegnet worden, daß die Düsen an ihrer Position in der Form sicher fixiert wurden und die thermische Expansion und Kontraktion in der Verbindung zwischen den Dü senverteilern zugelassen wurde. Ein Beispiel für diesen Versuch gemäß dem Stand der Technik ist in dem US-Patent mit der Nr. 4,761,343 der Anmelderin gezeigt, das am 2. August 1988 erlassen wurde, worin eine Anzahl von Düsenverteilern mittels ei nes Überbrückungsverteilers miteinander verbunden sind, der sich über deren Spit zen spannt. Das Zulassen der thermischen Expansion und Kontraktion ist dadurch gegeben, daß der Überbrückungsverteiler ein wenig über die Spitzen der Abstützver teiler gleiten kann, um die thermische Expansion und Kontraktion aufzunehmen. Wäh rend dies den Vorteil aufweist, daß eine Anzahl von Düsenverteilern miteinander ver bunden werden können, besteht aber ein Nachteil dahingehend, daß der Überbrüc kungsverteiler sich in einer Ebene erstrecken muß, die deutlich unterschiedlich ist zu der Ebene der Düsenverteiler, was eine Situation ergibt, die nicht akzeptabel ist bei einigen Anwendungen, wie z. B. dem Stapelguß, bei dem eine minimale Formenhöhe notwendig ist. Ein weiteres Beispiel für das Zulassen der Unterschiede bei der thermi schen Expansion und Kontraktion ist in dem US-Patent mit der Nr. 4,219,323 von Brigth et al gezeigt, das am 26. August 1980 erlassen wurde. In diesem Fall sind zwei beheizte Düsenverteiler über ein Verbindungsglied miteinander verbunden, indem Ausdehnungsschlitze quer ausgeklinkt sind, um die thermische Expansion zuzulas sen. Während dies den Vorteil hat, daß das Verbindungselement sich in der gleichen Ebene wie die Düsenverteiler befindet, hat dies zusätzlich zu seiner großen Ungenau igkeit auch noch den Nachteil, daß Buchsen innerhalb des Verbindungselements not wendig sind, um eine Schmelzeleckage durch die Ausdehnungsschlitze zu verhindern.As is well known in the field of injection molding, it is very nice it is good to be able to injection mold a large number of cavities simultaneously. In In the past, this happened because a melting channel in a be heated nozzle manifolds branched into a number of different nozzles that each led to different cavities. While a problem regarding the Misalignment of the melt holes passing through the nozzles with the Different branches of the melt channel can occur due to the greater heat expansion and contraction of the heated nozzle with respect to the ge This problem typically only occurs in the cooled form in which the nozzles are located when the nozzle manifold is very large. It is known the number of cavities and thereby increase the size of the mold by adding two or more nozzles divider can be connected. However, this increases the problem of ther mix expansion and contraction. In the past this has been the problem encountered that the nozzles were securely fixed in position in the mold and the thermal expansion and contraction in the connection between the nozzles distributors has been approved. An example of this experiment according to the state the technique is shown in applicant's U.S. Patent No. 4,761,343, which on August 2, 1988, in which a number of nozzle manifolds by means of ei Nes bridging distributor are connected to each other, which is over their Spit zen stretches. This allows for thermal expansion and contraction given that the bridging manifold a little over the tops of the support ver divider can slide to accommodate thermal expansion and contraction. Wuh rend this has the advantage that a number of nozzle manifolds ver together can be bound, but there is a disadvantage in that the bridging kungsverteiler must extend in a plane that is significantly different to the level of the nozzle manifold, which results in a situation that is not acceptable at some applications, such as B. the batch casting, in which a minimum mold height necessary is. Another example of allowing the differences in thermi expansion and contraction is described in U.S. Patent No. 4,219,323 to Brigth et al, which was issued on August 26, 1980. In this case there are two heated nozzle manifold connected to each other by a connecting link by Expansion slots are notched transversely to allow thermal expansion sen. While this has the advantage that the connecting element is in the same Level as the nozzle manifold is located, in addition to its great imprecision igkeit also the disadvantage that sockets are not within the connecting element are maneuverable to prevent melt leakage through the expansion slots.

SUMMARY OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zumindest teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen mit einer Spritzgußvorrichtung, die vorsieht, vier beheizte Düsenverteiler, die in einer gekühlten Form montiert sind, glei tend in der gleichen Ebene wie den zentralen Verteiler anzuordnen, von dem sie Schmelze erhalten.The present invention is therefore based on the object, at least in part Eliminate disadvantages of the prior art with an injection molding device provides for four heated nozzle distributors mounted in a cooled form tend to be located on the same level as the central distributor from which they are Get melt.

Dafür stellt die Erfindung gemäß einem ihrer Aspekte eine Spritzgußvorrichtung zur Verfügung mit einem beheizten zentralen Verteiler und einer Vielzahl von beheizten Düsenverteilern, die in der Form montiert sind. Die Vorrichtung weist des weiteren ei nen Schmelzkanal auf, der in dem zentralen Verteiler zur Förderung der Schmelze von einem zentralen Einlaß in dem zentralen Verteiler durch die Düsenverteiler zu ei ner Vielzahl von beheizten Düsen sich verzweigt, welche Düsen sich von jedem Dü senverteiler aus erstrecken. Jede Düse sitzt in der Form, wobei eine zentrale Schmel zebohrung mit einem Einlauf ausgerichtet sich erstreckt, welcher Einlauf zu einem Hohlraum in der Form führt. Jeder Düsenverteiler ist derart gefertigt und montiert, daß aufgrund der thermischen Expansion die Verzweigungen des Schmelzekanals bis zu einer Ausrichtung mit den Schmelzebohrungen durch die Düsen gleitend verschiebt, wenn die Verteiler auf die Betriebstemperatur aufgeheizt sind.To this end, the invention provides an injection molding device according to one of its aspects Available with a heated central manifold and a variety of heated ones Nozzle distributors mounted in the mold. The device also has an egg NEN melt channel in the central distributor to promote the melt from a central inlet in the central manifold to the nozzle manifolds A large number of heated nozzles branches out, which nozzles differ from each nozzle extend from. Each nozzle sits in the mold, with a central enamel bore aligned with an inlet, which inlet extends to one Cavity in the form leads. Each nozzle distributor is manufactured and assembled in such a way that due to the thermal expansion, the branches of the melt channel up to an alignment with the melt bores sliding through the nozzles, when the distributors are heated to the operating temperature.

Besondere Vorteile der Verbesserung treten dadurch auf, daß der zentrale Verteiler und die vier Düsenverteiler sich in einer gemeinsamen Ebene erstrecken. Der zentra le Verteiler ist zentral bezüglich der vier Düsenverteiler positioniert und weist zwei langgestreckte Arme auf, die sich im wesentlichen in einander entgegengesetzten Richtungen entlang einer Längsachse erstrecken. Jeder Arm weist zwei einander ent gegengesetzte Seiten und ein Paar von Düsenverteilern auf, die an einander entge gengesetzten Seiten eines jeden Armes des zentralen Verteilers montiert sind, wo durch jeder Düsenverteiler von dem zentralen Verteiler in einer zweiten Richtung ver setzt ist, die im wesentlichen senkrecht auf der Längsachse des zentralen Verteilers steht. Eine längliche Verbindungsbuchse erstreckt sich auswärts von jeder Seite eines jeden Armes des zentralen Verteilers, um einen der Düsenverteiler mit dem zentralen Verteiler gleitend zu verbinden. Eine gleitend bewegbare Positionierungseinrichtung erstreckt sich zwischen der Form und jedem Düsenverteiler. Der Schmelzekanal des Verteilersystems verzweigt sich in einander entgegengesetzte Richtungen in jedem Arm des zentralen Verteilers, um sich durch jede der Verbindungsbuchsen hindurch zu erstrecken, und um sich danach zu jedem der Vielzahl von beheizten Düsenvertei lern zu erstrecken. Der Schmelzekanal verzweigt sich erneut in jedem Düsenverteiler, um sich zu der Schmelzebohrung durch jede der Düsen zu erstrecken.Special advantages of the improvement occur in that the central distributor and the four nozzle manifolds extend in a common plane. The centra The distributor is positioned centrally with respect to the four nozzle distributors and has two elongated arms that are essentially opposite to each other Extend directions along a longitudinal axis. Each arm exposes two to each other opposite sides and a pair of nozzle manifolds that face each other opposite sides of each arm of the central manifold are mounted where through each nozzle manifold from the central manifold in a second direction is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the central manifold stands. An elongated connector socket extends outward from either side of one each arm of the central manifold to one of the nozzle manifolds with the central Sliding connector to connect. A slidable positioning device extends between the mold and each nozzle manifold. The melt channel of the Distribution system branches in opposite directions in each Arm of the central manifold to extend through each of the connection sockets to extend, and thereafter to each of the plurality of heated nozzle distributors learn to stretch. The melt channel branches again in each nozzle distributor, to extend to the melt bore through each of the nozzles.

Die Verbindungsbuchse positioniert den Düsenverteiler bezüglich des zentralen Ver teilers in einer ersten Richtung, die im wesentlichen parallel zu der Längsachse ver läuft, während sie eine Bewegung zuläßt, um die thermische Expansion und Kontrak tion des Düsenverteilers und des zentralen Verteilers in der zweiten Richtung zuzu lassen, die im wesentlichen senkrecht auf der ersten Richtung steht. Die gleitfähige Positionierungseinrichtung positioniert jeden Düsenverteiler in einer Position bezüglich der Form in der zweiten Richtung, während sie es zuläßt, daß sich der Düsenverteiler relativ zur Form in der ersten Richtung bewegt. Die Kombination der Verbindungs buchse mit der gleitfähigen Positionierungseinrichtung läßt eine ausreichende Bewe gung sowohl in der ersten als auch in der zweiten Richtung zu, um die thermische Ex pansion und Kontraktion der beheizten Verteiler bezüglich der gekühlten Form zuzu lassen. Jeder Düsenverteiler ist derart gefertigt und montiert, daß die thermische Ex pansion innerhalb des zentralen Verteilers, der Verbindungsbuchsen und der Düsen verteiler die Verzweigungen des Schmelzekanals gleitend bewegt in eine fluchtende Ausrichtung mit den Schmelzebohrungen durch die Düsen, wenn die Verteiler und die Verbindungsbuchsen auf die Betriebstemperatur aufgeheizt sind.The connection socket positions the nozzle distributor with respect to the central Ver divider in a first direction, which ver substantially parallel to the longitudinal axis runs while allowing movement to thermal expansion and contraction tion of the nozzle distributor and the central distributor in the second direction leave that is substantially perpendicular to the first direction. The slippery Positioning means positions each nozzle manifold in a position with respect the shape in the second direction while allowing the nozzle manifold moved relative to the shape in the first direction. The combination of the connection socket with the slidable positioning device leaves sufficient movement supply in both the first and the second direction to the thermal Ex expansion and contraction of the heated manifolds with respect to the cooled form to let. Each nozzle distributor is manufactured and assembled in such a way that the thermal Ex pansion within the central manifold, connector bushings and nozzles distributor the branches of the melt channel slid into an aligned one Alignment with the melt holes through the nozzles when the manifold and the Connection sockets are heated to the operating temperature.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be schreibung und den Figuren, auf die Bezug genommen wird.Further objects and advantages of the invention result from the following Be writing and the figures to which reference is made.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine Draufsicht zur Darstellung von vier beheizten Düsenverteilern, die in einer teilweise zusammengesetzten Form sitzen, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a plan view showing four heated nozzle manifolds seated in a partially assembled mold according to a preferred embodiment of the invention,

Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, nachdem die Form voll ständig zusammengesetzt worden ist, Fig. 2 is a cross section along the line 2-2 of Fig. 1 after the mold has been fully assembled,

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1, nachdem die Form voll ständig zusammengesetzt worden ist, Fig. 3 is a cross section along the line 3-3 of Fig. 1 after the mold has been fully assembled,

Fig. 4 ist eine isometrische Ansicht einer in Fig. 1 gezeigten Schmelze-Verbindungs buchse, und Fig. 4 is an isometric view of a melt connection socket shown in Fig. 1, and

Fig. 5 ist eine isometrische Ansicht zur Darstellung eines Düsenverteilers mit einem Positionierungsstift und einem Nocken in einer Position, um diesen in einen passenden Kanal in der Form aufzunehmen. Fig. 5 is an isometric view showing a nozzle manifold with a locating pin and a cam in a position to receive it in a matching channel in the mold.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Es wird Bezug genommen auf die Fig. 1, 2 und 3, die vier beheizte Düsenverteiler 10 zeigen, die in einer Form 12 montiert sind. Während die Form 12 üblicherweise eine größere Anzahl von Platten und Einsätzen in Abhängigkeit von der entsprechenden Anwendung aufweist, ist in diesem Fall aus Gründen der vereinfachten Darstellung lediglich eine Verteiler-Rückhalteplatte 14 und eine Rückwand 16 gezeigt, die mitein ander über Bolzen 18 verbunden sind. In anderen Ausführungsformen kann eine Hy draulikplatte mit Ventilelementen und einem Betätigungsmechanismus verwandt wer den, um eher ein Ventilkörpersystem als ein Eingußzapfensystem zur Verfügung zu stellen. Ein langgestreckter, beheizter, zentraler oder Haupt-Verteiler 20 mit zwei Ar men 22 erstreckt sich in einander entgegengesetzte Richtungen und ist ebenfalls in der Form 12 montiert. Der zentrale Verteiler 20 weist eine Längsachse 24 auf, die sich in einer ersten Richtung erstreckt. Wie am besten in Fig. 1 zu sehen, erstreckt sich je der Arm 22 des zentralen Verteilers 20 zwischen einem Paar von Düsenverteilern 10. Die vier Düsenverteiler 10 und der zentrale Verteiler 20 erstrecken sich alle in einer gemeinsamen Ebene 26 und jeder Düsenverteiler 10 ist mit dem zentralen Verteiler 20 mittels einer langgestreckten Verbindungsbuchse 30 verbunden, die sich in einer zweiten, im wesentlichen auf der ersten Richtung senkrecht stehenden Richtung er streckt.Reference is made to Figures 1, 2 and 3 which show four heated nozzle manifolds 10 mounted in a mold 12 . While the mold 12 usually has a larger number of plates and inserts depending on the corresponding application, in this case, for reasons of simplification, only a distributor retaining plate 14 and a rear wall 16 are shown, which are connected to one another by bolts 18 . In other embodiments, a hydraulic plate with valve elements and an actuation mechanism may be used to provide a valve body system rather than a spigot system. An elongated, heated, central or main distributor 20 with two Ar men 22 extends in opposite directions and is also mounted in the form 12 . The central distributor 20 has a longitudinal axis 24 which extends in a first direction. As best seen in FIG. 1, the arm 22 of the central manifold 20 extends between a pair of nozzle manifolds 10 . The four nozzle manifolds 10 and the central manifold 20 all extend in a common plane 26 and each nozzle manifold 10 is connected to the central manifold 20 by means of an elongated connecting bush 30 which extends in a second direction substantially perpendicular to the first direction stretches.

Der zentrale Verteiler 20 wird von einem integralen elektrischen Heizelement 32 er hitzt und die Form 12 wird dadurch gekühlt, daß Kühlwasser durch Kühlkanäle 34 ge pumpt wird. Wie in Fig. 2 zu sehen, ist der beheizte zentrale Verteiler 20 zentral posi tioniert mittels eines zentralen Positionierungsrings 36, der zwischen diesem und der Form 12 sitzt, und weist des weiteren einen isolierenden Luftraum 38 auf, der sich zwischen ihm und der ihn umgebenden gekühlten Form 12 erstreckt. Der zentrale Verteiler 20 weist des weiteren auch noch eine zentrale Verteilerausdehnungs- oder -einlaß-Buchse 40 auf, die sich rückwärtig durch die Rückwand 16 zu dem zentralen Einlaß 42 erstreckt. Ein Schmelzekanal 44 erstreckt sich von dem zentralen Einlaß 42, verzweigt in einander entgegengesetzte Richtungen in die Arme 22 des zentralen Verteilers 20 und verzweigt dann erneut in einander entgegengesetzte Richtungen, um sich durch jede Verbindungsbuchse 30 in die entsprechenden vier Düsenverteiler 20 zu erstrecken.The central manifold 20 is heated by an integral electric heating element 32 and the mold 12 is cooled in that cooling water is pumped through cooling channels 34 . As can be seen in Fig. 2, the heated central manifold 20 is centrally positioned by means of a central positioning ring 36 , which sits between this and the mold 12 , and further has an insulating air space 38 which is between it and the surrounding cooled mold 12 extends. The central manifold 20 also further includes a central manifold expansion or inlet socket 40 which extends rearwardly through the rear wall 16 to the central inlet 42 . A melt passage 44 extends from the central inlet 42, branches in opposite directions into the arms 22 of the central manifold 20 and then branches again in opposite directions to extend through each connector bushing 30 into the respective four nozzle manifolds 20th

Während die Düsenverteiler und der durch diese verlaufende Schmelzekanal ver schiedene Konfigurationen aufweisen können, verzweigt in diesem Fall der Schmel zekanal 44 sich in jeden Düsenverteiler 10, um sich dann zu acht einzelnen, vonein ander beabstandeten beheizten Düsen 46 zu erstrecken. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen, fährt der Schmelzekanal 44 fort durch eine zentrale Schmelzebohrung 48 durch jede Düse 46 zu einem Einlauf 50, der zu einem Hohlraum 52 führt. Die Anord nung der verschiedenen Verteiler und die Konfiguration des Schmelzekanals 44 durch diese stellt sicher, daß die Länge des Schmelzeflusses zu jedem Einlauf 50 in dem System exakt gleich ist. Jede Düse 46 ist mit der zentralen Schmelzebohrung 48 mit dem Einlauf 50 ausgerichtet mittels einer Umfangspositionierungsbuchse 54 posi tioniert, die in einem kreisförmigen Sitz 56 in der Verteiler-Rückhalteplatte 14 sitzt. Die Vorderfläche 58 von jedem Düsenverteiler 10 stößt gegen die rückwärtigen Enden 60 der Düsen 46 an und ist in dieser Stellung über Schrauben 62 fixiert, die sich in die Verteiler-Rückhalteplatte 14 hinein erstrecken. Die Schrauben 62 erstrecken sich durch Löcher 64 in jedem Düsenverteiler 10, wobei diese ausreichend größer sind als die Schrauben 62, damit der Düsenverteiler 10 sich ausreichend bewegen kann, um die thermische Expansion und Kontraktion zuzulassen, was weiter unten detaillierter beschrieben ist. Die Düsenverteiler 10 werden ebenfalls mittels eines integralen elek trischen Heizelementes 66 beheizt und sind derart montiert, daß sich isolierende Luft räume 68 zwischen ihnen und der diese umgebenden, gekühlten Form 12 erstrecken.While the nozzle distributor and the melt channel running through it can have different configurations, in this case the melt zekanal 44 branches into each nozzle distributor 10 , in order to then extend to eight individual, spaced apart heated nozzles 46 . As best seen in FIG. 3, the melt channel 44 continues through a central melt bore 48 through each nozzle 46 to an inlet 50 that leads to a cavity 52 . The Anord voltage of the various manifolds and the configuration of the melt passage 44 through them ensures that the length of melt flow is exactly equal to each gate 50 in the system. Each nozzle 46 is aligned with the central melt bore 48 with the inlet 50 by means of a circumferential positioning bushing 54 which is seated in a circular seat 56 in the manifold retention plate 14 . The front surface 58 of each nozzle manifold 10 abuts the rear ends 60 of the nozzles 46 and is fixed in this position by screws 62 which extend into the manifold retention plate 14 . The screws 62 extend through holes 64 in each nozzle manifold 10 , which are sufficiently larger than the screws 62 to allow the nozzle manifold 10 to move sufficiently to allow thermal expansion and contraction, which is described in more detail below. The nozzle manifold 10 are also heated by means of an integral electrical heating element 66 and are mounted such that insulating air spaces 68 extend between them and the surrounding, cooled mold 12 .

Wie auch unter Bezug auf Fig. 4 zu sehen, weist jede Verbindungsbuchse 30 einen zylinderförmigen Gewindeabschnitt 70 an einem Ende 72 und einen gewindelosen zylinderförmigen Abschnitt 74 an dem anderen Ende 76 auf. Die Verbindungsbuchse 30 enthält des weiteren eine zentrale Bohrung 78 sowie einen hexagonalen Flansch 80, wodurch es möglich ist, diese an Ort und Stelle zu befestigen und auch wieder leicht zu entfernen. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist in dieser Ausführungsform jede Verbin dungsbuchse 30 montiert, indem der Gewindeabschnitt 70 in eine Gewindeöffnung 82 in einem Arm des zentralen Verteilers 20 eingeschraubt ist, wobei der gewindelose Abschnitt 74 in eine dazu passende gewindelose, zylinderförmige Öffnung 84 in ei nem der Düsenverteiler 10 gleitend aufgenommen ist. In anderen Ausführungsformen können die Richtungen umgekehrt sein oder kann die Verbindungsbuchse 30 an bei den Enden gewindelose Abschnitte 74 aufweisen, wobei in diesem Fall die Öffnung 82 in einem Arm des zentralen Verteilers 20 ebenfalls gewindelos sein würde.As can also be seen with reference to FIG. 4, each connecting bush 30 has a cylindrical threaded section 70 at one end 72 and a non-threaded cylindrical section 74 at the other end 76 . The connecting bush 30 also contains a central bore 78 and a hexagonal flange 80 , which makes it possible to fasten it in place and also to remove it easily. As shown in FIG. 1, in this embodiment, each connector bushing 30 is assembled by screwing the threaded portion 70 into a threaded opening 82 in an arm of the central manifold 20 , with the unthreaded portion 74 in a matching unthreaded cylindrical opening 84 in egg nem the nozzle distributor 10 is slidably received. In other embodiments, the directions may be reversed, or the connector socket 30 may have threadless portions 74 at the ends, in which case the opening 82 in an arm of the central manifold 20 would also be threadless.

Die gewindelosen Abschnitte 74 der Verbindungsbuchsen 30 sind derart gefertigt, daß sie eng genug in die Öffnungen 84 in den Düsenverteilern 10 eingepaßt sind, um eine Schmelzeleckage zu verhindern, aber dennoch in den Öffnungen 84 ausrei chend gleiten können, um die thermische Expansion und Kontraktion zuzulassen. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Verteiler 10 und 20 aus einem Ma terial, wie z. B. aus Stahl, mit einem relativ niedrigen Koeffizienten der thermischen Expansion, und die Verbindungsbuchsen 30 sind aus einem Material hergestellt, wie z. B. aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, mit einem relativ größeren Koeffizienten der Expansion. Auf diese Weise können die Verbindungsbuchsen 30 einfach instal liert werden und können sich dann in eine festere Fassung ausdehnen, wenn sie auf die Betriebstemperatur aufgeheizt und einem hohen Druck ausgesetzt sind. In ande ren Ausführungsformen können sie alle aus dem gleichen Material hergestellt und auch noch vorgespannt sein.The unthreaded portions 74 of the connecting bushes 30 are made such that they are fitted closely enough into the openings 84 in the nozzle manifolds 10 to prevent melt leakage, but can still slide sufficiently in the openings 84 to allow thermal expansion and contraction . In a preferred embodiment, the distributors 10 and 20 consist of a material such as, for. B. of steel, with a relatively low coefficient of thermal expansion, and the connecting bushes 30 are made of a material such as. B. from a beryllium-copper alloy, with a relatively larger coefficient of expansion. In this way, the connection sockets 30 can be easily installed and can then expand into a firmer version when they are heated to the operating temperature and subjected to high pressure. In other embodiments, they can all be made of the same material and can also be biased.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 5 ist zu sehen, daß jeder Düsenverteiler 10 ebenfalls auch noch mittels eines langgestreckten Positionierungsstiftes 86 positio niert ist, der sich von einem Loch 88 in dem Düsenverteiler 10 in ein Loch 90 in einem Nocken 92 erstreckt, der wiederum in einem Kanal 94 in der Verteiler-Rückhalteplatte 14 aufgenommen ist. Wie in Fig. 1 zu sehen, erstreckt sich der Positionierungsstift 86 in der ersten Richtung parallel zur Längsachse 84 des zentralen Verteilers 20 und ist, in dieser Ausführungsform, bevorzugt mit dem Zentrum 96 des Düsenverteilers 10 ausgerichtet.Referring to FIGS. 1 and 5, it can be seen that each nozzle manifold 10 is also also positioned by means of an elongated positioning pin 86 which extends from a hole 88 in the nozzle manifold 10 into a hole 90 in a cam 92 which in turn is received in a channel 94 in the manifold retention plate 14 . As can be seen in FIG. 1, the positioning pin 86 extends in the first direction parallel to the longitudinal axis 84 of the central distributor 20 and, in this embodiment, is preferably aligned with the center 96 of the nozzle distributor 10 .

Nachdem die Vorrichtung wie gezeigt zusammengesetzt worden ist, wird im Gebrauch Kühlwasser durch die Kühlkanäle 34 geleitet und elektrische Energie an die Heizele mente 32 und 66 angelegt, um die Verteiler 10 und 20 und die Verbindungsbuchsen 30 auf Betriebstemperatur aufzuheizen. Wenn die Verteiler 10 und 20 aufgeheizt sind, bewirkt die thermische Expansion, daß jeder Düsenverteiler 10 quer über die rück wärtigen Enden 60 der Düsen 46 gleitet, die bezüglich der Form an Ort und Stelle fi xiert sind. Die Größe dieser Bewegung bei jeder Düse 46 muß vorberechnet werden und die Düsenverteiler 10 müssen mit jeder Verzweigung des Schmelzekanals 44 derart dimensioniert werden, daß sie in eine exakte Ausrichtung mit der Schmelze bohrung 48 von einer der Düsen 46 gleiten, wenn die Betriebstemperatur erreicht ist. Es ist leicht zu erkennen, daß ein Einspritzdruck von bis zu 20.000 psi und eine Ein spritztemperatur von bis zu 300°C das Ausrichten sowohl sehr schwierig als auch dessen Erreichen sehr kritisch macht. Eine unzureichende Ausrichtung erzeugt Spannung in der Schmelze und führt zu einer unakzeptablen Qualitätssteuerung.After the device has been assembled as shown, cooling water is passed through the cooling channels 34 in use and electrical energy is applied to the heating elements 32 and 66 in order to heat the distributors 10 and 20 and the connecting sockets 30 to operating temperature. When the distributor 10 and 20 are heated up, causing the thermal expansion that each nozzle manifold 10 slides over the transverse back wärtigen ends 60 of the nozzles 46, which are with respect to fi xed the mold in place. The size of this movement for each nozzle 46 must be calculated in advance and the nozzle manifold 10 must be dimensioned with each branch of the melt channel 44 so that they slide into an exact alignment with the melt bore 48 from one of the nozzles 46 when the operating temperature is reached. It is easy to see that an injection pressure of up to 20,000 psi and an injection temperature of up to 300 ° C both make alignment very difficult and very critical to achieve it. Inadequate alignment creates tension in the melt and leads to unacceptable quality control.

Der Positionierungsstift 86 läßt zu, daß jeder Düsenverteiler 10 sich in die erste Rich tung bewegt, verhindert aber, daß er sich in der zweiten, im wesentlichen auf der er sten Richtung senkrecht stehenden Richtung bewegt. Die Größe der Bewegung in der ersten Richtung des Düsenverteilers 10 an der spezifischen Position einer jeden Düse 46 ist eine Kombination aus der Expansion des zentralen Verteilers 20 und des Dü senverteilers 10, von dem es sich aus erstreckt, und hängt daher ab von der Distanz einer jeden einzelnen Düse 46 von dem zentralen Positionierungsring 36. Da diese Distanz zusammen mit dem Koeffizienten für die Expansion der Verteiler 10 und 20 bekannt ist, kann die Größe der Bewegung des Düsenverteilers 10 in die erste Rich tung bei jeder speziellen Düse 46 berechnet werden, und der Düsenverteiler 10 ist derart gefertigt, daß der Schmelzekanal 44 sich mit der Schmelzebohrung 48 bei der Betriebstemperatur ausrichten wird.The positioning pin 86 allows each nozzle manifold 10 to move in the first direction, but prevents it from moving in the second direction substantially perpendicular to the first direction. The amount of movement in the first direction of the nozzle manifold 10 at the specific position of each nozzle 46 is a combination of the expansion of the central manifold 20 and the nozzle manifold 10 from which it extends and therefore depends on the distance of one each individual nozzle 46 from the central positioning ring 36 . Since this distance is known along with the coefficient of expansion of the manifolds 10 and 20, the amount of movement of the nozzle manifold 10 in the first Rich can tung at any particular nozzle 46 can be calculated, and the nozzle manifold 10 is made so that the melt channel 44 will align with the melt bore 48 at the operating temperature.

Wenn der zentrale Verteiler 20 und jeder Düsenverteiler 10 aufgeheizt sind, dehnen sie sich auch noch in der zweiten Richtung aufeinander zu aus. Allerdings gleitet der gewindelose Abschnitt 74 der Verbindungsbuchse 30, die sich zu jedem Düsenvertei ler 10 erstreckt, in der zylinderförmigen Öffnung 84 in dem Düsenverteiler 10, um die se Expansion des Düsenverteilers 10 und des zentralen Verteilers 20 aufeinander zu in der zweiten Richtung zu absorbieren oder zu kompensieren. Auf diese Weise ab sorbiert die Verbindungsbuchse 30 die thermische Expansion in der zweiten Richtung, so daß der Positionierungsstift 86 verwandt werden kann, den Düsenverteiler 10 in der zweiten Richtung zu positionieren, aber sein Gleiten in der ersten Richtung zuzu lassen. When the central manifold 20 and each nozzle manifold 10 are heated, they also expand toward each other in the second direction. However, the unthreaded portion 74 of the connector bushing 30 that extends to each nozzle manifold 10 slides in the cylindrical opening 84 in the nozzle manifold 10 to absorb the expansion of the nozzle manifold 10 and the central manifold 20 toward each other in the second direction or to compensate. In this manner, from 30 sorbs the connection socket for the thermal expansion in the second direction, so that the positioning pin 86 can be used to move in the second direction of the nozzle manifold 10, but zuzu its sliding in the first direction blank.

Die Größe der Bewegung in der zweiten Richtung des Düsenverteilers 10 bei jeder Düse 46 hängt ab von der Distanz, um die die Düse 46 von dem Positionierungsstift 86 versetzt ist. Da diese Distanz zusammen mit dem Koeffizienten für die Expansion des Düsenverteilers 10 bekannt ist, kann die Größe der Bewegung des Düsenvertei lers in der zweiten Richtung bei jeder speziellen Düse 46 berechnet werden, und der Düsenverteiler ist derart gefertigt, daß der Schmelzkanal 44 sich mit der Schmelze bohrung 48 bei der Betriebstemperator ausrichten wird.The amount of movement in the second direction of the nozzle manifold 10 for each nozzle 46 depends on the distance that the nozzle 46 is offset from the positioning pin 86 . Since this distance together with the coefficient of expansion of the nozzle manifold 10 is known, the amount of movement of the nozzle manifold in the second direction can be calculated for each particular nozzle 46 , and the nozzle manifold is made so that the melt channel 44 coincides with that Melt bore 48 at the operating temperature will align.

Auf diese Weise läßt die Kombination der Verbindungsbuchse 30 mit dem Positionie rungsstift 86 eine ausreichende Bewegung des Düsenverteilers 10 sowohl in der er sten als auch in der zweiten Richtung zu, um die thermische Expansion der beheizten Verteiler 10 und 20 bezüglich der gekühlten Form 12 zuzulassen. Selbstverständlich kann diese Bewilligung für eine Demontage oder Reparatur umgekehrt werden, wenn die Heizelemente 32 und 66 ausgeschaltet werden und die Verteiler 10 und 20 sich abkühlen. Während Positionierungsstifte 86 und Nocken 92 dargestellt sind, können in anderen Ausführungsformen andere Positionierungseinrichtungen verwandt wer den, die die Düsenverteiler 10 in der zweiten Richtung positionieren, aber deren freies Gleiten in der ersten Richtung zulassen.In this way, the combination of the connector bushing 30 with the positioning pin 86 permits sufficient movement of the nozzle distributor 10 both in the first and in the second direction to permit the thermal expansion of the heated distributors 10 and 20 with respect to the cooled mold 12 . Of course, this permit can be reversed for disassembly or repair if the heating elements 32 and 66 are switched off and the distributors 10 and 20 cool down. While positioning pins 86 and cams 92 are shown, in other embodiments other positioning devices may be used that position the nozzle manifolds 10 in the second direction but allow them to slide freely in the first direction.

Nachdem die Verteiler 10 und 20 sich in ihre Position ausgedehnt haben, in der jede Verzweigung des Schmelzekanals 44 mit der Schmelzebohrung 48 durch eine der Düsen 46 ausgerichtet ist, wird druckbeaufschlagte Schmelze von einer Spritzgußma schine (nicht dargestellt) dem zentralen Einlaß 42 des Schmelzekanals 44 gemäß ei nes vorbestimmten Zyklusses zugeführt. Die Schmelze fließt dann durch den Schmel zekanal 44 in die Verteiler 10 und 20 und dann zu der ausgerichteten zentralen Schmelzebohrung 48 in jeder Düse 46 und daraufhin durch die Einläufe 50 in die Hohlräume 52. Nachdem die Hohlräume 52 befüllt worden sind und eine geeignete Abbindungs- und Kühlperiode verstrichen ist, wird der Einspritzdruck freigesetzt und das Schmelzefördersystem dekomprimiert, um ein Fadenziehen durch die offenen Einläufe 50 zu vermeiden. Die Form 12 wird dann geöffnet, um die geformten Produk te auszustoßen. Nach dem Ausstoßen wird die Form 12 geschlossen und der Zyklus wird kontinuierlich mit einer von der Größe des Wandabschnittes des geformten Tei les und der Art des zu formenden Materials abhängigen Zykluszeit wiederholt.After the manifolds 10 and 20 expand into position where each branch of the melt channel 44 is aligned with the melt bore 48 through one of the nozzles 46 , pressurized melt is injected from an injection molding machine (not shown) into the central inlet 42 of the melt channel 44 according to a predetermined cycle. The melt then flows through the melt channel 44 into the manifolds 10 and 20 and then to the aligned central melt bore 48 in each nozzle 46 and then through the inlets 50 into the cavities 52 . After the cavities 52 have been filled and a suitable setting and cooling period has passed, the injection pressure is released and the melt delivery system is decompressed in order to avoid stringing through the open inlets 50 . The mold 12 is then opened to eject the molded products. After ejection, the mold 12 is closed and the cycle is repeated continuously with a cycle time depending on the size of the wall portion of the molded part and the type of material to be molded.

Während die Beschreibung der Spritzgußvorrichtung mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform erfolgte, ist es offensichtlich, daß verschiedene andere Modifikatio nen möglich sind, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er von Fachleuten auf diesem Gebiet verstanden und in den folgenden Patentansprüchen definiert wird.While the description of the injection molding device with reference to a preferred one Embodiment, it is apparent that various other modifications NEN are possible without departing from the scope of the invention, as of Understand experts in this field and in the following claims is defined.

Claims

1. Injection molding apparatus with a heated central manifold and a plurality of heated nozzle manifolds which are mounted in a mold with a melt channel which is for the conveyance of melt from a central inlet in the central manifold through the nozzle manifold to a variety of heated Branched nozzles extending from each nozzle manifold, each die in the mold having a central melt hole that extends aligned with an inlet that leads to a cavity, characterized in that the central manifold and four nozzle manifolds are in a common plane, the central manifold is centrally positioned with respect to the four nozzle manifolds and has two elongated arms that extend substantially in opposite directions along a longitudinal axis, each arm having two opposite sides that a pair of nozzles en manifolds are mounted on opposite sides of each arm of the central manifold, whereby each nozzle manifold is offset with respect to the central manifold in a second direction that is substantially perpendicular to the longitudinal axis of the central manifold that an elongated connection socket to the outside extending from each side of each arm of the central manifold to slidably connect one of the nozzle manifolds to the central manifold, a slidable positioner extending between the mold and each of the nozzle manifolds, and the melt channel extending in opposite directions in each arm of the central manifold Distributor branches to then extend through each of the connection bushings and then to branch again into each nozzle distributor to extend through the melt bore through each of the nozzles, this connection bushing this one nozzle manifold positioned with respect to the central manifold in a first direction along the longitudinal axis while allowing movement to compensate for the thermal expansion and contraction of the one nozzle manifold and the central manifold in the second direction, which is substantially perpendicular to the first direction, wherein the slidable positioner positions this nozzle manifold with respect to the shape in this second direction while allowing movement of this nozzle manifold with respect to the shape in this first direction, whereby the combination of the connector bushing with this slidable positioner provides sufficient movement both in the first as well as in the second direction to allow the thermal expansion and contraction of the heated manifolds with respect to the cooled form, each nozzle manifold being manufactured and assembled so that the thermal expansion within the central manifold, the connector bushings and the nozzle manifold, the branches of the melt channel slide up to alignment with the melt bores through the nozzles when the manifold and the connector bushings are heated to operating temperature.

2. Injection molding apparatus according to claim 1, wherein each connection socket at least least has a threadless, cylindrical section, which extends from an En de extends, and a melt hole extends centrally from this one End to the other end, wherein the at least one unthreaded Ab cut the connector into a threadless, cylindrical opening is taken with the melt channel in one of these nozzle distributors and this central distributor is aligned, with the unthreaded portion of the connec is inserted into this threadless, cylindrical opening to a sufficient sliding of the unthreaded section of the connecting bush into the Allow threadless, cylindrical opening without leakage of the pressurized melt flowing through this melt channel occurs.

3. Injection molding apparatus according to claim 1, wherein each connecting bushing has one has a cylindrical threaded portion extending from one end, has a cylindrical, unthreaded portion that is different from the other Extends from end, and has a melt hole, which thereby extends from the sem one end to this other end extends centrally, the thread ab cut removably attached in a cylindrical threaded opening, the out is aligned with the melt channel in one of these nozzle distributors and the central one Distributor, with the unthreaded portion of the connector socket in a thread loose, cylindrical opening is added, which with the melt channel in the other of these nozzle manifolds and the central manifold is aligned, the unthreaded section of the connecting bush into this unthreaded, cylindrical Opening is fitted to allow sufficient sliding of the unthreaded portion the connection socket in this threadless, cylindrical opening sen without leakage of the pressure flowing through the melt channel struck melt occurs.

4. Injection molding apparatus according to claim 3, wherein the positioning device has an elongated positioning element that extends in the first direction extends, wherein the elongated positioning element with respect to can move at least one of the mold and from these nozzle manifolds.

5. Injection molding device according to claim 4, wherein the positioning element itself extends aligned with the center of this nozzle manifold.

6. Injection molding apparatus according to claim 5, wherein the positioning element Positioning pin is.